(57)【要約】【課題】  電動機１の軸端２に簡単な追加加工を行うことによって、電動機１の軸心とロータリエンコーダ１６の軸心とを高い精度で一致させることができるロータリエンコーダの取付け装置及び取付け方法を提供する。【解決手段】  ロータリエンコーダ１６の中空軸１７内に挿着させる円筒形の中継軸１１の端部内側面にねじ１１ｃを螺刻して先端部が円錐状に加工された円筒形の位置決め具３を螺合させ、この位置決め具３を中継軸１１から所定寸法δだけ露出させた状態で電動機１の軸端２のセンタ穴３に当接させると共に、中継軸１１及び位置決め具３に連結具１３を通してセンタ穴３に螺合させて連結した後、中空軸１７に中継軸１１を挿入し、更に締結具１８を中継軸１１に螺合させて中空軸１７を締着させるようにしたものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在な中空軸の回転角を電気信号に変換するロータリエンコーダを電動機の軸端に取り付ける取付け装置において、上記中空軸内に挿入されて上記中空軸と共に回転する円筒形の中継軸と、この中継軸の端部内側面に形成されたねじに螺合して円錐状に加工された先端部を上記中継軸から所定寸法露出し、上記電動機の上記軸端に形成されたセンタ穴に嵌合して上記中継軸の位置決めをする円筒形の位置決め具と、上記中継軸及び上記位置決め具を貫通して上記センタ穴に螺合し、上記中継軸を上記電動機の上記軸端に連結する連結具と、上記中継軸に上記中空軸を固着させる締結具とを備えたロータリエンコーダの取付け装置。
【請求項２】
回転自在な中空軸の回転角を電気信号に変換するロータリエンコーダを電動機の軸端に取り付ける取付け装置において、上記中空軸内に挿入されて上記中空軸と共に回転する円筒形の中継軸と、この中継軸内に挿入されて円錐状に加工された先端部を露出させ、上記電動機の上記軸端に形成されたセンタ穴に嵌合して上記中継軸の位置決めをする円筒形の位置決め具と、上記中継軸内に内挿されて上記位置決め具を押圧して上記センタ穴に嵌合させる押しばねと、上記中継軸及び上記位置決め具を貫通して上記センタ穴に螺合して上記押しばねを圧縮すると共に上記中継軸を上記電動機の上記軸端に連結する連結具と、上記中継軸に上記中空軸を固着させる締結具とを備えたロータリエンコーダの取付け装置。
【請求項３】
電動機の軸端に形成されたセンタ穴にねじ切りをするタップ立て工程と、中継軸の端部に位置決め具を螺合させて円錐状に加工された先端部を上記中継軸から所定寸法露出させる位置決め具取付け工程と、上記位置決め具を上記センタ穴に嵌合させると共に、上記中継軸に連結具を挿通して上記センタ穴に螺合させ、上記位置決め具が取り付けられた上記中継軸を上記軸端に連結する中継軸連結工程と、上記軸端に連結された上記中継軸に上記ロータリエンコーダの中空軸を取り付ける中空軸取付工程とからなる請求項１に記載の取付け装置によるロータリエンコーダの取付け方法。
【請求項４】
電動機の軸端に形成されたセンタ穴にねじ切りをするタップ立て工程と、先端部が円錐状に加工された位置決め具を中継軸に挿入する位置決め具挿入工程と、上記中継軸に押しばねを挿入する押しばね挿入工程と、上記中継軸に連結具を挿通して上記センタ穴に螺合させ、この螺合の進展に伴って上記押しばねを押圧して位置決め具を露出させ、上記センタ穴に嵌合させると共に、上記中継軸を上記軸端に連結する中継軸連結工程と、上記軸端に連結された上記中継軸に上記ロータリエンコーダの中空軸を取り付ける中空軸取付工程とからなる請求項２に記載の取付け装置によるロータリエンコーダの取付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動機の軸端に中空軸を備えたロータリエンコーダを連結する取付け装置及びその装置を用いた取付け方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
電動機には、速度制御をするために回転角を電気信号に変換するエンコーダが軸端に取り付けられる。そのエンコーダとして、回転自在な中空軸を備えたロータリエンコーダがある。この中空軸形のロータリエンコーダを電動機に取り付ける従来の取付け装置を、図９から図１２に示す。図示のロータリエンコーダの取付け装置は、いずれも特許文献１に開示されたものと同様な構成を有するものである。
まず、図９及び図１０において、ロータリエンコーダ４１は本体と、この本体を貫通して回転自在に取り付けられた中空軸４２とからなっている。上記本体内には、発光ダイオード、受光素子、回転スリット板、固定スリット板等が収納されており、回転スリット板は中空軸４２に取り付けられて回転するようになっている。上記本体は板材を屈曲した支持部材４３によって電動機固定部４４に取り付けられている。
電動機軸４７には中継軸４５が連結されている。この中継軸４５は中空軸４２に挿入され、更に両者の間にキー４６が打ち込まれて、中空軸４２と中継軸４５は緊締されている。これにより電動機の回転を回転スリット板に伝えて回転角を電気信号に変換するようになっている。
【０００３】
また、図１１及び図１２は、従来のロータリエンコーダの取付け装置の他の例を示す。図において、ロータリエンコーダ５１は本体と、この本体を貫通して回転自在に取り付けられた中空軸５２とからなっている。この中空軸５２は、内面がテーパ形状になっている。
上記本体内には、同様に発光ダイオード、受光素子、回転スリット板、固定スリット板等が収納されており、回転スリット板は中空軸５２に取り付けられて回転するようになっている。上記本体は板材を屈曲した支持部材５３によって電動機固定部４４に取り付けられている。
電動機軸４７には中空軸５２に対応してテーパ形状に形成された中継軸５５が連結されている。中継軸５５を中空軸５２に挿入した後、軸端側からボルト５６を中継軸５５に螺合させて中空軸５２を押し込んで両者を嵌め合わせる。これにより電動機の回転を回転スリット板に伝えて回転角を電気信号に変換するようになっている。この例では、中継軸５５と中空軸５２とをテーパ形状にして嵌め合わせるようにしたので、中空軸５２の回転軸を中継軸５５の回転軸に容易に合せることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３７０５１号公報（段落番号３−６、第３図、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のロータリエンコーダの取付け装置は上記のとおり構成されており、中継軸４５、５５を電動機軸４７とは別体で制作した後、電動機軸４７に連結する場合は、両者の軸心を合せるために、例えば凹凸状の嵌合い部を追加加工する必要がある。
また、図１１及び図１２に示したように、ロータリエンコーダの中空軸５２の内面がテーパ形状になっている場合は、このテーパ形状に合せて中継軸５５を更に加工しなければならない。
電動機が工場の製造工程にある場合は、電動機軸４７及び中継軸４５、５５の加工は、特に問題になることはない。
しかし、既に設置されて稼動状態にある電動機に、新たにロータリエンコーダを取り付ける場合、少なくとも電動機軸４７には、中継軸４５、５５との嵌合い部を設置現場で追加加工しなければならない。電動機の設置現場によっては、上記追加加工ができないため、ロータリエンコーダを電動機に取り付けることができない、という問題があった。
【０００６】
また、仮に、設置現場で嵌合い部を追加加工できたとしても、搬入できる加工用機材は限られるため、精度の高い加工ができない、という問題もあった。
更に、図１１及び図１２に示すように、ロータリエンコーダの中空軸５２の内面がテーパ形状になっている場合は、このテーパ形状に合せて中継軸５５を加工しなければならない。この中継軸５５が電動機軸４７と一体であった場合、中継軸５５のテーパ形状加工は設置現場で行うことになる。このような加工を設置現場で行うこことは実質不可能である。即ち、ロータリエンコーダの中空軸の形状によって既設の電動機にロータリエンコーダを追加して取り付けることができない場合がある、という問題もあった。
【０００７】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、既設の電動機の軸端に簡単な追加加工を行うことによって、ロータリエンコーダを取り付けることができ、しかも、電動機の軸心とロータリエンコーダの軸心とを高い精度で一致させることができるロータリエンコーダの取付け装置及び取付け方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るロータリエンコーダの取付け装置は、回転自在な中空軸を備えたロータリエンコーダに係るものであって、上記中空軸内に挿着させる円筒形の中継軸の端部内側面にねじを螺刻して先端部が円錐状に加工された円筒形の位置決め具を螺合させ、この位置決め具を中継軸から所定寸法露出させた状態で電動機の軸端に形成されたセンタ穴に当接させると共に、上記中継軸及び上記位置決め具に連結具を通して上記センタ穴に螺合させて上記中継軸を軸端に連結した後、ロータリエンコーダの上記中空軸に中継軸を挿入し、更に締結具を中継軸に螺合させて上記中空軸を上記中継軸に固着させるようにしたものである。
【０００９】
また、この発明に係る他のロータリエンコーダの取付け装置は、中継軸内に先端部が円錐状に加工された円筒形の位置決め具を挿入し、中継軸内に押しばねを内挿して位置決め具を押圧して電動機の軸端のセンタ穴に当接させると共に、中継軸及び位置決め具に連結具を通してセンタ穴に螺合させて中継軸を軸端に連結した後、ロータリエンコーダの中空軸に中継軸を挿入し、更に締結具を中継軸に羅合させて中空軸を中継軸に固着させるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係るロータリエンコーダの取付け装置は、上記のとおり、先端部が円錐状に加工された円筒形の位置決め具を中継軸の端部内側面に螺合させてセンタ穴に当接させるようにしたものである。センタ穴は電動機軸を加工する際に円錐形状に形成されるものであり、その中心は電動機の軸心と一致する。
このため、位置決め具をセンタ穴に当接させる、という簡単な作業によって、中継軸の軸心、即ちロータリエンコーダの軸心と、センタ穴の中心、即ち電動機の軸心とを高い精度で一致させることができる、という効果を奏する。
また、既設の電動機にロータリエンコーダを取り付ける場合、センタ穴にねじ切りをするためのタップ立て作業が必要となるが、このねじに螺合する連結具は、単に中継軸を軸端に連結するものに過ぎない。このため、タップ立て作業は連結具が螺合するのに必要な程度の精度でよく、電動機の設置現場で容易に実施し得る、という効果を奏する。
【００１１】
また、この発明に係る他のロータリエンコーダの取付け装置は、中継軸内に位置決め具を挿入して押しばねで押圧し、電動機の軸端のセンタ穴に位置決め具を当接させて取り付けるようにしたものである。
このものにあっても、上記発明と同様に、ロータリエンコーダの軸心と電動機の軸心とを高い精度で一致させることができる。
特に、位置決め具を押しばねによって押圧して進出するようにしたので、その露出寸法を人為的に設定する必要がなく、位置決め具はセンタ穴の深さに応じて所定寸法露出する。このため、ロータリエンコーダの取付け作業が更に容易になる、という効果も併せて奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一符号を付し、説明の重複を省いた。
実施の形態１．
図１から図５は、この発明の実施の形態１を示す。
図１は、中空軸を備えたロータリエンコーダが取り付けられた電動機の軸端部分の縦断面図である。図２から図５は、ロータリエンコーダの取付け工程を電動機の軸端部分の縦断面図によって示す説明用図である。
図１において、電動機の軸端２は、電動機ブラケット１から所定寸法だけ露出しており、端面は電動機の軸心に直交する平面に仕上げられている。また、その端面には電動機軸の加工工程で穿設された円錐形状のセンタ穴３が形成されている。このセンタ穴３はセンタ穴角θ１の円錐状に形成されている。また、センタ穴３の中心部にはねじ穴４が穿設されている。このねじ穴４は、予め穿設されたものを利用するか、又はロータリエンコーダ１６の取付けに際して新たに穿設されるものである。
【００１３】
円筒形の中継軸１１の一端にはフランジ１１ａが設けられている。このフランジ１１ａ側の端部内側面には雌ねじ１１ｃが螺刻されている。また、反フランジ１１ａ側の端部外側面には雄ねじ１１ｂが螺刻されている。この中継軸１１の雌ねじ１１ｃには、先端部が円錐角θ２の円錐状に加工された円筒形の位置決め具１２が螺合している。この位置決め具１２は円錐状の先端部を中継軸１１の一端から所定寸法δだけ露出しており、この露出部を電動機の軸端２に形成されたセンタ穴３に嵌合している。
ここで、位置決め具１２の円錐角θ２は、センタ穴角θ１に等しいものとし、所定寸法δは、フランジ１１ａの外端面が軸端２の端面と当接したときに、位置決め具１２の錐面１２ａがセンタ穴３の傾斜面３ａと当接するように設定された寸法である。
【００１４】
位置決め具１２をセンタ穴３に嵌合させた状態で、ボルト１３からなる連結具１３を中継軸１１及び位置決め具１２に貫通させてねじ穴４に螺合させ、座金１４を介して中継軸１１を電動機の軸端２に圧接する。更に、フランジ１１ａと軸端２にノックピン１５が打ち込まれて中継軸１１は軸端２に固定される。
ロータリエンコーダ１６の中空軸１７を中継軸１１に通した後、ロックナットからなる締結具１８を雄ねじ１１ｂに螺合させる。中空軸１７はフランジ１１ａと締結具１８に挟持されて中継軸１１に取り付けられる。更に、ロータリエンコーダ１６の本体は、板ばねからなる取付け脚１９を介して、固定部である電動機ブラケット１に取付けねじ２０によって取り付けられる。
【００１５】
次に、図２から図５によってロータリエンコーダの取付け方法を述べる。なお、センタ穴３は、既に述べたとおり、通常電動機軸２の製造工程で穿設されるものである。従って、ロータリエンコーダ１６の取付け工程には含まれないものとする。
まず、センタ穴３の底部にタップ立てを行ってねじ穴４を穿設する。中継軸１１の端部に位置決め具１２を螺合させ、円錐状に加工された先端部を中継軸１１から所定寸法δだけ露出させた状態に設定する。中継軸１１に螺合した位置決め具１２をセンタ穴３に嵌合させる。中継軸１１及び位置決め具１２に連結具であるボルト１３を挿通してセンタ穴３に穿設されたねじ穴４に螺合させる。ボルト１３を緊締して位置決め具１２が取り付けられた中継軸１１を軸端２に連結する。図５に示したとおり、更に、フランジ１１ａと軸端２にノックピン１５を打ち込んで中継軸１１を軸端２に固定する。
【００１６】
ここで、位置決め具１２が所定寸法δよりも大きく露出している場合は、図３に示したとおり、位置決め具１２の錐面１２ａがセンタ穴３の斜面３ａに当接したとき、フランジ１１ａと軸端２の端面間に隙間ができる。
一方、ねじ穴４の中心は電動機の軸心に一致することが望ましい。しかし、ねじ穴４は、ロータリエンコーダ１６を取り付けるために電動機の設置現場で新たに穿設されるものであるから、その精度は低いことが想定される。このため、図３に示したとおり、ねじ穴４の中心が電動機の軸心に対して角度αだけ偏心していたとする。ボルト１３をねじ穴４に螺合させると、ボルト１３は電動機の軸端２に対して傾斜する。このため、中継軸１１は座金１４によって規制されて、ボルト１３と共に角度αだけ偏心して取り付けられる。この状態で中継軸１１にロータリエンコーダ１６を取り付けると振動が発生する。
【００１７】
逆に、位置決め具１２が所定寸法δよりも小さい場合は、図４に示したとおり、フランジ１１ａと軸端２の端面が当接し、位置決め具１２の錐面１２ａとセンタ穴３の斜面３ａとの間に隙間ができる。このため、位置決め具１２が位置決め機能を果たさなくなる。位置決め具１２とボルト１３の間には隙間があるので、この隙間相当分だけ中継軸１１は移動する。従って、ねじ穴４の精度に関係なく、中継軸１１の軸心は電動機の軸心から距離βだけ偏心することになる。この場合も、中継軸１１にロータリエンコーダ１６を取り付けると振動が発生する。
【００１８】
この実施の形態１では、位置決め具１２のねじ込みを調節することにより、位置決め具１２の先端を所定寸法δだけ露出させたので、フランジ１１ａの外端面が軸端２の端面と当接したときに、位置決め具１２の錐面１２ａがセンタ穴３の斜面３ａと当接する。このため、ねじ穴４の精度に関係なく、中継軸１１は、フランジ１１ａの外端面と軸端２の端面との当接により、電動機軸と平行に突設される。また、錐面１２ａと斜面３ａとの当接により、中継軸１１の軸心を電動機軸心と一致させることができる。
【００１９】
ロータリエンコーダ１６を中継軸１１に取り付けるには、図５に示したとおり、中空軸１７内に中継軸１１を通した後、ロックナット１８を中継軸１１の雄ねじ１１ｂに螺合させて、中空軸１７をフランジ１１ａと締結具１８で挟持して中継軸１１に取り付ける。更に、ロータリエンコーダ１６の本体に固着された取付け脚１９を、取付けねじ２０によって電動機ブラケット１に取り付けることによって、ロータリエンコーダ１６の電動機への取付け作業が終了する。
【００２０】
上記実施の形態１に記載のロータリエンコーダの取付け装置は、先端部が円錐状に加工された円筒形の位置決め具１２を中継軸１１の端部内側面に螺合させ、かつ、所定寸法δだけ露出させた状態でセンタ穴３に当接させるようにしたものである。従って、フランジ１１ａの外端面が軸端２の端面に当接すると同時に、位置決め具１２の錐面１２ａがセンタ穴３の傾斜面３ａと当接する。
このため、位置決め具１２をセンタ穴３に当接させる、という簡単な作業によって、中継軸１１の軸心、即ちロータリエンコーダ１６の軸心と、センタ穴３の中心、即ち電動機１の軸心とを高い精度で一致させることができる。
また、既設の電動機にロータリエンコーダ１６を取り付ける場合、センタ穴３にねじ穴４を穿設するためのタップ立て作業が必要となるが、このねじ穴４に螺合する連結具であるボルト１３は、単に中継軸１１を軸端２に連結するものに過ぎず、ロータリエンコーダ１６の軸心と電動機１の軸心とを一致させるためのものではない。このため、タップ立て作業はボルト１３が螺合するのに必要な程度の精度でよく、電動機の設置現場で容易に実施することができる。
【００２１】
なお、中継軸１１の一端にはフランジ１１ａが設けられるものとしたが、これに限られるものではなく、端面が中継軸１１の中心軸に直交する平面であればよい。
また、フランジ１１ａと軸端２にノックピン１５を打ち込むようにしたが、ボルト１３によって十分強固に取り付けられる場合は、ノックピン１５を省略することができる。
更に、締結具としてロックナット１８に替えて、中継軸１１と中空軸１７ａの間にキーを打ち込んでもよい。
【００２２】
実施の形態２．
図６から図８は、この発明の実施の形態２を示す。図６は、ロータリエンコーダ１６が連結された電動機の軸端２の縦断面図である。図７及び図８は、ロータリエンコーダの取付け工程を示す説明用図である。
この実施の形態２は、図６に示したとおり、位置決め具３２を押しばね３３で押圧して中継軸３１から露出するようにしたものである。
即ち、円筒形の中継軸３１の一端には、同様にフランジ３１ａが設けられている。反フランジ１１ａ側の端部外側面には雄ねじ３１ｂが螺刻されている。この中継軸３１内には先端部が円錐状に加工された位置決め具３２が挿入される。この位置決め具３２の外径は、中継軸３１の内径よりも僅かに小さくなっていて、中継軸３１とははめあい関係になっている。中継軸３１には押しばね３３も内挿される。
【００２３】
図７に示したとおり、中継軸３１のフランジ３１ａを軸端２の端面に当接させた状態で、ボルト１３からなる連結具１３を中継軸３１及び位置決め具３２に貫通させてねじ穴４に螺合させる。螺合の進行に伴って座金１４を介して中継軸３１は軸端２の端面に圧接される。また、押しばね３３は座金１４を介して圧縮されて位置決め具３２を押圧する。この押圧によって、位置決め具３２は先端部を所定寸法δだけ露出させ、電動機の軸端２に形成されたセンタ穴３に嵌合して中継軸３１の位置決めをする。即ち、フランジ３１ａの外側面と軸端２の端面との圧接、及び位置決め具３２とセンタ穴３の嵌合により、中継軸３１は軸心が電動機の軸心に合った状態で電動機の軸端２に連結される。
【００２４】
以下、図８に示したとおり、実施の形態１と同様に、ノックピン１５をフランジ３１ａと電動機ブラケット１に打ち込んで取付けを確実にする。取り付けられた中継軸３１をロータリエンコーダ１６の中空軸１７に通した後、ロックナット１８を雄ねじ３１ｂに螺合させ、更に、取付け脚１９によってロータリエンコーダ１６の本体を電動機ブラケット１に取り付ける。
なお、実施の形態１と同様に、中継軸３１の一端にはフランジ３１ａが設けられるものとしたが、これに限られるものではなく、端面が中継軸３１の中心軸に直交する平面に仕上てあればよい。
また、フランジ３１ａと軸端２にノックピン１５を打ち込むようにしたが、ボルト１３によって十分強固に取り付けられる場合は、ノックピン１５を省略することができる。
更に、実施の形態１と同様に、ロックナット１８に替えて、中継軸１１と中空軸１７ａの間にキーを打ち込んでもよい。
【００２５】
上記実施の形態２によれば、中継軸３１内に位置決め具３２を挿入して押しばね３３で押圧し、電動機の軸端２のセンタ穴３に位置決め具３２を嵌合させて取り付けるようにしたので、実施の形態１と同様に、ロータリエンコーダ１６の軸心と電動機の軸心とを高い精度で一致させることができる。
特に、位置決め具３２を押しばね３３によって押圧して進出するようにしたので、その露出寸法を人為的に設定する必要がなく、位置決め具３２はセンタ穴３の深さに応じて所定寸法δ露出する。このため、ロータリエンコーダ１６の取付け作業が更に容易になる、という効果も併せて奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の実施の形態１におけるロータリエンコーダの取付け装置の縦断面。
【図２】この発明の実施の形態１におけるロータリエンコーダの取付け作業の初期の工程を示す縦断面図。
【図３】この発明の実施の形態１におけるロータリエンコーダの取付け作業の要点を示す説明用図。
【図４】この発明の実施の形態１におけるロータリエンコーダの取付け作業の要点を示す説明用図。
【図５】この発明の実施の形態１におけるロータリエンコーダの取付け作業の後期の工程を示す縦断面図。
【図６】この発明の実施の形態２におけるロータリエンコーダの取付け装置の縦断面。
【図７】この発明の実施の形態２におけるロータリエンコーダの取付け作業の初期の工程を示す縦断面図。
【図８】この発明の実施の形態２におけるロータリエンコーダの取付け作業の後期の工程を示す縦断面図。
【図９】従来のロータリエンコーダの取付け装置の正面図。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面を矢視したロータリエンコーダの取付け装置の断面図。
【図１１】従来のロータリエンコーダの他の取付け装置の正面図。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面を矢視したロータリエンコーダの取付け装置の断面図。
【符号の説明】
【００２７】
１  電動機ブラケット、  ２  軸端、  ３  センタ穴、  ３ａ  傾斜面、  ４  ねじ穴、  １１  中継軸、  １１ａ  フランジ、  １１ｂ  雄ねじ、  １１ｃ  雌ねじ、  １２  位置決め具、  １２ａ  錐面、  １３  ボルト、  １４  座金、  １５  ノックピン、  １６  ロータリエンコーダ、  １７  中空軸、  １８  ロックナット、  １９  取付け脚、  ２０  取付けねじ、  ３１  中継軸、  ３１ａ  フランジ、  ３１ｂ  雄ねじ、  ３２  位置決め具、  ３２ａ  錐面、  ３３  押しばね。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005265536.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005265536.tif 000011
【図１０】
2005265536.tif 000012
【図１１】
2005265536.tif 000013
【図１２】
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